物联网关键技术及其应用

浅谈物联网关键技术及其应用

摘要：物联网概念在国内乃至全球都成为热潮，被称为继计算机、互联网后世界信息产业的第三次浪潮。本文介绍了物联网的由来，阐述了物联网的概念，详细分析了物联网的关键技术，并对物联网的应用进行了探讨。

关键词：物联网；射频识别；传感器；无线网络

中图分类号：tp391.44；tn929.5

1 物联网的概念

2005年11月，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（wsis）上，国际电信联盟（itu）发布了《itu互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。2009年，美国总统奥巴马将物联网上升至美国国家战略，由此引发了世界各国对物联网的追捧。由于世界各国都在投入巨资深入研究探索物联网技术，所以，时下的物联网被普遍认为与当年的“信息高速公路”一样，成为振兴经济、确立竞争优势的关键。美国权威咨询机构forrester预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比1，因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。所有的迹象都表明，世界已经开始进入物联网时代。

物联网是指通过射频识别（rfid）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的核心和基础仍然是互联网，

是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。

2 物联网的关键技术

2.1 射频识别技术

射频识别技术（radio frequency identification，缩写rfid），是20世纪80年代发展起来的一种自动识别技术，利用射频信号及其空间耦合传输特性，实现对静态或移动物体的自动识别。rfid系统主要由电子标签、天线、读写器和主机组成。工作原理是由读写器通过发射天线发送特定频率的射频信号，当电子标签进入有效工作区域时产生感应电流，从而获得能量被激活，使得电子标签将自身编码信息通过内置天线发射出去；读写器的接收天线接收到从标签发送来的调制信号，经天线的调制器（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的，对静止或移动物体的自动识别。

射频识别技术具有防水、耐高温、使用寿命长、读取距离远、标签数据加密、存储数据容量大、存储信息随意修改、识别高速运动中的物体，识别多个标签，在恶劣环境下工作等优点。

2.2 传感器技术

传感器是一种检测装置，能够感受被测量信息，并能将检测感受到的信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节，是物联网应用中的信息来

源。

2.3 无线网络技术

无线网络技术丰富多样，根据距离不同，可以组成无线个域网、无线局域网、无线城域网和无线广域网。其中近距离的无线技术是物联网最为活跃的部分，因为物联网被称作是互联网的最后一公里，也称为末梢网络。根据应用的不同，其通信距离可能是几厘米到几百米之间，目前常用的技术主要有蓝牙、zigbee、z-wave、rfid、nfc、uwb、wi-fi等。

蓝牙（bluetooth）是一种低成本、低功率、近距离无线连接技术标准，是实现数据与话音无线传输的开放性规范。蓝牙技术使用的工作频率为2.4g-2.5g之间，属于免费的ism频段。蓝牙技术可以实现语音、视频和数据的传输，其最高的通信速率为1mb/s，采用时分方式的全双工通信，通信距离为10m左右（如果配置功率放大器可以使通信距离达到100m）。

zigbee技术是一种新兴的短距离无线通信技术，主要面向低速率无线个人区域网，典型特征是近距离、低功耗、低成本、低传输速率，主要适用于工业监控、远程控制、传感器网络、家庭监控、安全系统和玩具等领域，目的是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制。zigbee技术采用三种频段：2.4ghz、868mhz和915mhz。2.4ghz 频段是全球通用频段，868mhz和915mhz则是用于美国和欧洲的ism 频段，这两个频段的引入避免了2.4ghz附近各种无线通信设备的相互干扰。

“uwb”（ultra wideband）是超宽带无线技术的缩写。uwb技术是一种使用1ghz以上带宽的无线通信技术。虽然是无线通信，但其通信速度可以达到几百mbit/秒以上。

wi-fi（wirelessfidelity，无线高保真）属于无线局域网的一种，通常是指符合ieee802.11b标准的网络产品，wi-fi可以将个人电脑、手持设备等终端以无线方式互相连接。

3 物联网的应用

物联网应用领域范围几乎覆盖了各行各业。目前，我国物联网应用已开展了一系列的试点和示范。为了推动物联网的健康发展，2012年国家工业和信息化部发布的《物联网产业十二五发展规划》确定了智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗、智能家居9大重点示范应用领域。智能工业是运用物联网技术，将劳动力从繁琐和机械的操作中解放出来，大幅提高工业制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗。

智能农业是运用物联网技术，在微观尺度上直接与农业生产活动、生产管理相结合，创造新型的农业生产方式。

智能物流是指货物从供应者向需求者的智能移动过程，包括智能运输、智能仓储以及智能信息的获取、加工和处理等多项基本活动。智能交通系统是将物联网技术进行有效地集成，实现高效、便捷、安全、环保、舒适、实时、准确的综合交通运输管理系统。

智能电网是电网的智能化，实现电网的可靠、安全、经济、高效、

安全的目标，为新能源接入、电网防灾减灾、提高输电能力、激励用户参与电网调峰、提高资产管理效益等方面产生重要影响。

智能环保是运用物联网技术，构建全方位、多层次、全覆盖的生态环境监测网络，推动环境信息资源高效、精准的传递，促进污染减排与环境风险防范。

4 结束语

物联网以无线和移动技术为主要特征，通过智能感知、识别技术、云计算、泛在网络的有机融合，成为了第三次信息技术革命。目前物联网的发展仍处于起步阶段，许多关键技术有待突破，大规模的物联网的普遍应用还没有到来。我们必须抓住历史机遇，突破关键技术和核心技术，形成自主产权的成果和可持续竞争力，用心做大事，用力做小事，将感知中国、智慧地球都变为现实。

参考文献：

[1]温涛.物联网应用技术导论[m].大连：东软电子出版社，2013.

[2]黄涛.物联网技术与应用发展的探讨[j].信息通信技术，2010.

作者简介：张岚（1980.4-），女，内蒙古呼和浩特人，讲师，本科，研究方向：软件工程。